汽車電路線束自燃原因及整改探討

陳歡 陶華勝 雷君

奇瑞商用車（安徽）有限公司 安徽省蕪湖市 241000

1 引言

汽車電路線束是連接汽車電子元件的重要渠道，在現(xiàn)代汽車制造技術(shù)發(fā)展的背景下，電路線束的數(shù)量越來越多，相應(yīng)當(dāng)電路線束自燃，會導(dǎo)致汽車某些制動功能失效，相應(yīng)汽車容易失控；可能導(dǎo)致汽車著火，而這兩種表現(xiàn)對于行駛中的車輛而言都具有重大安全隱患，因此必須得到改善，也說明本文分析課題具有實踐意義。

2 汽車電路線束自燃原因

2.1 過載因素

在汽車行駛過程當(dāng)中，電路線束會出于電力過流狀態(tài)下，在這一狀態(tài)下電路線束可能出現(xiàn)兩種情況，即電力過流會使得電路線束溫度持續(xù)增高，如果長時間保持在這一狀態(tài)下，電路線束的溫度會達(dá)到一個較高的水平，此時線束的電力過流性能會下降；如果電力過流電壓過大，超過電路線束本身的電力過流性能，這兩種情況均為過載現(xiàn)象。那么在過載條件下，首先過高的溫度就會引發(fā)電路線束自燃，其次在電力過流電壓較大的條件下，會引發(fā)短路問題，相應(yīng)電路線束內(nèi)部會出現(xiàn)較大的電阻，同樣產(chǎn)生巨大溫度而引發(fā)自燃[1]。

2.2 閉合回路因素

閉合回路是汽車電路線束當(dāng)中常見的線路連接方式，即用電設(shè)備與導(dǎo)線的連接，在正常對閉合回路下，電路線束一般不會出現(xiàn)自燃現(xiàn)象，但結(jié)合實際表現(xiàn)來看，在一些特殊條件下，電路線束內(nèi)部電流會不經(jīng)過用電設(shè)備而直接進(jìn)入導(dǎo)線，此時代表閉合回路異常，很容易引發(fā)短路等電力故障，相應(yīng)引起電路線束自燃[2]。

2.3 熔斷器因素

熔斷器是電路線束的保護(hù)設(shè)施，在熔斷器的保護(hù)下，現(xiàn)代汽車的電路線束過電流性能很高，在此條件下如果熔斷器出現(xiàn)了故障現(xiàn)象，電路線束就失去了保護(hù)，相應(yīng)容易出現(xiàn)一系列問題，而熔斷器故障通常表現(xiàn)為熔斷器內(nèi)熔斷絲的線徑與導(dǎo)線不相符，對此在整改當(dāng)中應(yīng)當(dāng)進(jìn)行改善。此外關(guān)于熔斷器的故障表現(xiàn)，還包括熔斷器位移，即在汽車行駛時，因為動能帶來的振動會對熔斷器進(jìn)行沖擊，相應(yīng)如果熔斷器不夠穩(wěn)定，就會出現(xiàn)位移，造成相應(yīng)的電力故障而引發(fā)自燃[3]。

3 汽車電路線束自燃整改方法

3.1 過載試驗與整改

因為汽車過載現(xiàn)象的產(chǎn)生原因有很多，所以在整改當(dāng)中無法一概而論，對此本文將通過選擇一個常規(guī)因素作為試驗基礎(chǔ)。本文選擇的過載因素為：在閉合回路電路線束連接了大量用電設(shè)備，導(dǎo)致線束上電流電壓過大，相應(yīng)出現(xiàn)過載現(xiàn)象，這種過載現(xiàn)象當(dāng)中的電流電壓要超過正常狀態(tài)的1～6倍，因此本文也將選擇此項數(shù)據(jù)作為試驗基礎(chǔ)，使電路線束保持這一狀態(tài)一段時間，確認(rèn)其會引發(fā)電路線束自燃。隨之本文在常規(guī)汽車系統(tǒng)當(dāng)中，設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，在此基礎(chǔ)上再開展試驗工作，試驗的目的為：當(dāng)電路線束過載，只有與其連接的用電設(shè)備會發(fā)生異常，而其他用電設(shè)備則不受影響，因此可以定位過載位置，再針對這一設(shè)備來進(jìn)行整改。下文將對試驗準(zhǔn)備、方法以及結(jié)果進(jìn)行分析，并提出整改方法。

3.1.1 試驗準(zhǔn)備

采用現(xiàn)代常規(guī)汽車產(chǎn)品，在經(jīng)過許可的前提下，對該產(chǎn)品的技術(shù)文件進(jìn)行了查閱，并圍繞相關(guān)廠商的單元電路圖、管腳定義、插接件管腳示意圖、功能規(guī)范以及整車電路原理圖等進(jìn)行了分析，相應(yīng)統(tǒng)計出了編制測試列表。在此基礎(chǔ)上，本文選擇了數(shù)字示波器、直流穩(wěn)壓源、電子負(fù)載、示波器、電流測試探頭、數(shù)采設(shè)備、不同規(guī)格的熔斷絲、線束及電器盒等作為研究儀器，同時依照相應(yīng)方法，將設(shè)備安置連接，通過簡單測試確認(rèn)試驗可以正常開展。

3.1.2 試驗方法

首先依照上述得到的測試列表數(shù)據(jù)，以此為基礎(chǔ)將測試對象中的負(fù)載設(shè)備拆卸，此時負(fù)載將重新計算，相應(yīng)將無負(fù)載設(shè)備連接在回路上。其次針對測試對象的搭接點(diǎn)，采用蓄電池正極與其連接，同時在連接線路之間放置一個負(fù)載設(shè)備，并在設(shè)備內(nèi)安置短接片，由此實現(xiàn)負(fù)載控制目的。最終通過負(fù)載設(shè)備開始增加線束負(fù)載，使其內(nèi)部電子負(fù)載數(shù)值超過熔斷絲上限的135%，相應(yīng)對所有回路節(jié)點(diǎn)的溫度進(jìn)行檢測。

3.1.3 試驗結(jié)果

因為過載現(xiàn)象所影響的設(shè)備是熔斷絲，所以本文所得到的數(shù)據(jù)將在之后熔斷絲整改方法中提出，此處提出并無整改意義。

3.2 閉合回路試驗與整改

閉合回路引起的電路線束自燃現(xiàn)象程度十分嚴(yán)重，很容易道中火災(zāi)，因此為了避免這一現(xiàn)象，本文將針對試驗對象，設(shè)置了其整車電路，在此基礎(chǔ)上開展進(jìn)行臺架短路試驗工作。下文將對此部分試驗準(zhǔn)備、試驗方法、結(jié)果以及整改方式進(jìn)行分析。

3.2.1 試驗準(zhǔn)備

閉合回路試驗中首先配置了上述過載試驗準(zhǔn)備的內(nèi)容，對此此處不多加贅述，其次還配置了數(shù)字示波器、直流穩(wěn)壓源、筆記本電腦、數(shù)據(jù)采集器、各種規(guī)格的熔斷絲、線束及電器盒一套以及整車線束、電器盒、蓄電池、搭接點(diǎn)等，再依照相應(yīng)方法將其連接，通過簡單測試確認(rèn)其可以正常運(yùn)行。

3.2.2 試驗方法

閉合回路試驗方法為：依照測試列表，將直流穩(wěn)壓電源與汽車發(fā)電機(jī)相互連接，此時形成閉合回路；將直流穩(wěn)壓電源與蓄電池端直接連接，形成閉合回路；采用采集設(shè)備連接兩個閉合回路，再借助計算機(jī)設(shè)備做好數(shù)據(jù)收集工作，同時對測試當(dāng)中的異常現(xiàn)象進(jìn)行控制；在測試列表中的整車系統(tǒng)原理圖、線路圖等，監(jiān)測其所有熔斷絲的問題，以形成測試數(shù)據(jù)表；

確認(rèn)所有熔斷絲的線徑是否正確；對短路導(dǎo)線的規(guī)格進(jìn)行確認(rèn)，結(jié)合相關(guān)理論，其長度至少為10cm、寬度要超過試驗對象原本導(dǎo)線的30%；在每次短路測試前，先對回路狀態(tài)進(jìn)行測試，如果存在電流則可以開始測試，否則需要先通電流，后將熔斷絲移除，此時回路將會在沒有熔斷絲的條件下運(yùn)行，通過觀察可以得知回路負(fù)載問題。

圖1 熔斷器位置異常原理

3.2.3 結(jié)論以及整改方法

試驗結(jié)果顯示，在沒有熔斷絲的條件下，閉合回路的額定值過大，導(dǎo)致電流輸出增大、回路線徑寬度較小，使電流容易蓄積形成較大電阻、回路長度過長，使得電流輸出增大。在試驗結(jié)果基礎(chǔ)上，針對閉合回路問題，應(yīng)當(dāng)通過減小額定值、增大回路線徑、減小線束長度來進(jìn)行整改。

3.3 熔斷器影響以及整改方法

結(jié)合上述2.1內(nèi)容，可以確認(rèn)熔斷器的影響，因此該部分不再對熔斷器進(jìn)行試驗，直接對熔斷器影響以及整改方法進(jìn)行介紹。

3.3.1 熔斷器影響

熔斷器影響除了之前的短路過電流表現(xiàn)以外，還存在位移影響，那么在熔斷器位移條件下，因為電路線束沒有保護(hù)會出現(xiàn)過電流，其原理見圖1。

針對圖1（a）、（b）、（c）進(jìn)行分析，圖（a）中的A、B在短路條件下，熔斷器斷開說明該圖為正常的熔斷器位置，圖（b）中A出現(xiàn)了短路現(xiàn)象，而熔斷器并沒有發(fā)生變化，說明其存在燒毀的可能性，但如果B出現(xiàn)了短路現(xiàn)象，則可以起到保護(hù)作用，圖（c）中A、B出現(xiàn)短路現(xiàn)象，熔斷器會產(chǎn)生熔斷效應(yīng)，但是熔斷時間較長，實際能效不足，會引起燒毀問題。

3.3.2 整改方法

因為現(xiàn)代汽車產(chǎn)品電路線束較多（與本文試驗條件相符），所以一體型的防護(hù)手段并不能保障實際能效，因此在整改方法上，應(yīng)當(dāng)針對每一個用電設(shè)備都一個熔斷器，且保障熔斷器的獨(dú)立性，具體不知結(jié)果見圖2。在圖2基礎(chǔ)上，如果任意用電設(shè)備出現(xiàn)了短路現(xiàn)象，熔斷器可以在極短時間內(nèi)切斷電路，相應(yīng)起到避免自燃的作用。

4 結(jié)語

本文主要對汽車電路線束自燃原因及整改進(jìn)行了分析，通過分析得到結(jié)論：常見的汽車電路線束自燃原因有三種，即短路、閉合回路、熔斷器異常，因此應(yīng)當(dāng)以這些問題為方向，提出相應(yīng)對整改方法；圍繞分析內(nèi)容，本文進(jìn)行了相關(guān)的試驗工作，且在試驗基礎(chǔ)上，提出了相關(guān)的整改方法，并對方法的功能進(jìn)行了介紹。